章邯击败项梁于定陶后，认为楚地兵不足忧，即率军北上攻赵。同年闰九月，秦军攻占赵都邯郸(今属河北)。赵王歇、赵相张耳由信都(今河北邢台市)退守巨鹿(今河北平乡西南之平乡镇)。章邯令王离、涉间率20万人围攻巨鹿，自率20万人屯于巨鹿南之棘原(今河北平乡南)，筑甬道(两侧有土墙的运粮通道)至巨鹿城外，补给王离军。赵王歇几次派人向彭城楚军求救。楚怀王任命宋义为上将军、项羽为次将军，率主力北上救赵；遣刘邦率一部分兵力(不足万人)乘关中(指函谷关以西地区)空虚无备，进军咸阳(今陕西咸阳市东北)。三年冬十一月(秦制，十月为岁首)，宋义率军抵安阳(今河南安阳市)，滞留46日，企图坐观秦、赵相斗，以收渔人之利。时天寒大雨，军中缺粮，士卒冻饿，且巨鹿危在旦夕。十一月，项羽多次建议立即北上救赵，义不听，反下令军中，不从命者皆斩；而整天饮酒高会。项羽遂杀宋义。楚怀王改命项羽为上将军，率军救赵。当时，巨鹿兵少食尽，赵将陈余及燕齐等国救兵畏惧秦军，不敢出战。

十二月，项羽以英布、蒲将军率2万余人渡过漳水救赵，取得初战胜利。陈余复请救兵。于是，项羽亲自率主力渡河，下令凿沉船只，打破“釜甑”(炊具)，每人只携三日口粮，以示誓死决战之心。至巨鹿，与秦军相遇，九战，大破秦军，绝其甬道，击杀秦将苏角、俘虏王离，涉间自杀(参见巨鹿之战)。诸侯军等敬服，拥戴项羽为诸侯上将军。尔后，项羽乘胜追击至漳水南岸，屡次击败秦军。章邯求和未成，率军后撤。项羽以蒲将军追击，至三户津(今河北临漳西)，再破秦军。章邯率军南退，项羽又亲率楚军及诸侯军追击，大破秦军于汗水(漳水支流，位于今河北临漳附近)上。章邯连战失利，遭秦二世指责，进退无路。七月，遂率20万秦军降楚(参见漳汙之战)。至此，秦军主力全部被歼。项羽即长驱入关。

三年二月，刘邦率军由砀(今河南永城东北芒山镇)出发西进。刘邦采用灵活机动的战术，避免攻坚，乘虚而进。攻昌邑(今山东巨野南)未下，转兵向西攻破陈留，随后，向南迂回，出辕辕关(今河南偃师东南)险道，攻克宛城(今河南南阳市)，沿途不断发展壮大队伍。八月，用张良计，收买秦将，乘其不备，袭破通往关中的重要门户武关(今陕西丹凤东南)。是时，秦军主力已被项羽歼灭，秦统治集团内部矛盾激化。丞相赵高逼杀二世，立子婴为秦王。九月，子婴杀赵高，派兵据守蛲关(今陕西蓝田东南)。刘邦绕过峣关，与秦军战于蓝田，三战三胜，遂破之。军至霸上(今陕西西安市东南)，直逼咸阳。汉高帝元年(前206年)十月，秦王子婴出降。刘邦进占咸阳，秦亡。

点评：此战，义军继承陈胜、吴广“伐无道，诛暴秦”(《史记·陈涉世家》)的政治口号，团结各地反秦力量，推翻了秦王朝。项羽在巨鹿之战中以“破釜沉舟”的决心，九战九捷，歼灭王离军，又以积极连续的作战，迫降章邯于汀水，歼灭了秦军主力。刘邦以少量兵力乘隙而进，战术灵活，并注意团结和收编沿途武装力量，壮大自己，终占秦都咸阳。

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